Типы и назначение компьютеров

Существование различных типов компьютеров определяется различием задач, для решения которых они предназначены. С течением времени появляются новые типы задач, что приводит к появлению новых типов компьютеров. Поэтому приведенное ниже деление очень условно.

Различают:

- суперкомпьютеры;

- специализированные компьютеры-серверы;

- встроенные компьютеры-невидимки (микропроцессоры);

- персональные компьютеры (ПК).

Суперкомпьютеры - специальный тип компьютеров, создающихся для решения предельно сложных вычислительных задач (составления прогнозов, моделирования сложных явлений, обработки сверхбольших объемов информации).

Компьютер, работающий в локальной или глобальной сети, может специализироваться на оказании информационных услуг другим компьютерам, на обслуживании других компьютеров. Такой компьютер называется сервером от английского слова serve (в переводе - обслуживать, управлять). Например, в локальной сети один из компьютеров (имеющей скоростной жесткий диск большой ёмкости) может выполнять функции файлового сервера, а другой (к которому присоединен принтер) сервера печати.

Кроме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, сегодняшний мир вещей наполнен компьютерами-невидимками. Микропроцессор представляет собой компьютер в миниатюре. Массовое распространение микропроцессоры получили и в производстве, там, где управление может быть сведено к отдаче ограниченной последовательности команд. Микропроцессоры незаменимы в современной технике. Например, управление современным двигателем - обеспечение экономии расхода топлива, ограничение максимальной скорости движения, контроль исправности и т. д. - немыслимо без использования микропроцессоров. Еще одной перспективной сферой их использования является бытовая техника.

Персональный компьютер – это настольная и переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения.

Возможности ПК определяются характеристиками его функциональных блоков. Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью её свойств, существенных для пользователя.

Под архитектурой ЭВМ надо понимать ту совокупность характеристик, которая необходима пользователю. Это, прежде всего, основные устройства и блоки ЭВМ, а также структура связей между ними.

Общие принципы построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:

1. структура памяти ЭВМ;

2. способы доступа к памяти и внешним устройствам;

3. возможность изменения конфигурации;

4. система команд;

5. форматы данных;

6. организация интерфейса.

Структура компьютера – это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в неё компонентов.

Конструктивно ПК выполнен в виде центрального системного блока, к которому через разъёмы подключаются внешние устройства: дополнительные устройства памяти, клавиатура, дисплей, принтер и др.

Системный блок - центральное устройство компьютера. Остальные устройства (их называют внешние или периферийные) присоединяются к нему через разъемы и порты.

Разъемы для присоединения внешних устройств к системному блоку находятся на заднем торце системного блока. Каждый из разъемов индивидуален по своей конфигурации - перепутать кабели от периферийных устройств при подключении невозможно.

Внутри системного блока объединяющим центром является материнская плата.

Материнская плата – это основная плата компьютера и предназначена для крепления всех его основных устройств.

На материнской плате размещаются:

- центральный процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

- микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера; его параметры в наибольшей степени определяют свойства и функции материнской платы;

- оперативная память (оперативное запоминающее устройство – ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер работает.

Неотъемлемым компонентом любой ЭВМ является центральный процессор. Чаще всего это большая интегральная схема, представляющая собой кремниевый кристалл в пластмассовом, керамическом или металлокерамическом корпусе, на котором расположены выводы для приема и выдачи электрических сигналов. Степень интеграции интегральной схемы определяется размером кристалла и количеством размещенных в нем транзисторов.

Основные функции микропроцессора – выполнение вычислений, пересылка данных между внутренними регистрами, управление ходом вычислительного процесса. Микропроцессор непосредственно взаимодействует с оперативной памятью и контроллерами системной платы. Главными носителями информации внутри процессора служат регистры.

Для правильной работы с внешним устройством процессору необходим посредник – контроллер, который знает, как работать с данным устройствам.

Ряд контроллеров смонтирован сразу на материнской плате, например, котроллеры клавиатуры и дисков. Другие располагаются на специальных платах, называемых адаптерами. Адаптеры устанавливаются на материнскую плату.

Из рисунка видно, что для связи между отдельными функциональными узлами ЭВМ используется общая шина (часто ее называют магистралью).

Шина состоит из трех частей:

1. шина данных, по которой передается информация;

2. шина адреса, определяющая, куда передаются данные;

3. шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.

Описанную схему легко пополнять новыми устройствами - это свойство называют открытостью архитектуры. Для пользователя это означает возможность свободно выбирать состав внешних устройств для своего компьютера.

При увеличении потоков информации между устройствами ЭВМ единственная магистраль перегружается, что существенно тормозит работу компьютера. Поэтому в состав ЭВМ могут вводиться одна или несколько дополнительных шин.

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, методу доступа и т.д.

Устройства ввода данных - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

К устройствам ввода относятся:

Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации;

Координатные устройства ввода - манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик)

Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов.

Принято выделять следующие типы сканеров:

а) планшетные – в которых сканируемый лист бумаги располагается на планшете, а его изображение считывается при помощи линейки специальных элементов, называемых приборами с зарядовой связью. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки;

б) ручные – которые имеют тот же принцип действия, что и планшетные, однако протягивание линейки в данном случае выполняется вручную;

в) барабанные – в которых исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью, и считывается с помощью фотоэлектронных умножителей;

г) сканеры форм – предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или вручную (налоговые декларации, результаты голосования и т.д.);

д) штрих-сканеры – это ручные сканеры, предназначенные для ввода штрих-кодов на товарах. Такие устройства применяют в торговле.